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第283期:锰在蛋鸡蛋壳质量和生产性能中的作用


我国一直是世界上蛋鸡饲养量和鸡蛋消费量最大的国家。为了满足人们对鸡蛋的需求以及自身利益,养殖场一般选择延长蛋鸡的产蛋期。其虽能减少产蛋前的成本摊销,降低蛋鸡饲养成本,但这也导致后期蛋鸡的产蛋性能与蛋品质下降,不利于销售。研究指出,在产蛋后期,机体代谢疾病加剧(脂肪肝、骨质疏松症等)以及鸡蛋(蛋壳、蛋清)品质严重下降,是目前实现蛋鸡“产蛋周期延长计划”(100周龄500枚蛋)亟待解决的瓶颈问题。且有研究表明,随着产蛋后期蛋鸡周龄的增加,蛋鸡肝脏脂质代谢极易发生紊乱,导致脂肪在肝脏中过度沉积,进而引起脂肪肝的发生;同时,胆固醇与卵巢类固醇激素(卵泡刺激素、雌二醇、孕酮等)受到脂质代谢的影响,合成逐渐减少,进而导致等级卵泡数量降低、卵泡萎缩率以及闭锁率逐渐增加,卵巢机能逐渐减退。因此,通过改善蛋鸡营养调节产蛋后期脂质代谢情况,改善后期母鸡健康状况,对缓解生殖器官机能衰退、产蛋性能下降问题至关重要[1, 2]
锰是家禽机体内新陈代谢、生长发育所必需的微量元素,并且在线粒体较多的组织和器官中分布广泛,如肝、脾、胰腺、骨骼、皮肤等组织器官中。有研究表明,在饲粮中添加锰可能通过降低腹脂中苹果酸脱氢酶(MDH)、脂蛋白酯酶(LPL)活性或者肝脏中MDH、脂肪酸合成酶(FAS)活性,提高腹脂和肌肉中激素敏感脂肪酶(HSL)活性,进而提升机体脂质代谢水平,降低肉鸡腹脂率[3]。另外,大量研究发现,在饲粮中添加一定量的锰可显著促进家禽的肠道发育,改善肠道微生物组成,维持肠道健康。目前,有关锰源和锰水平对家禽脂质代谢影响的研究主要集中在肉鸡和肉种鸡上,为了探讨锰对蛋鸡脂质代谢的调控作用,本文综述了不同锰源在蛋鸡上的应用,旨在为锰在家禽营养中的进一步研究与应用提供参考。

锰对蛋鸡蛋壳质量的影响
蛋壳品质是生产优质鸡蛋的关键,也是决定鸡群能否实现超长产蛋周期的重要因素。蛋壳主要是抵御物理损伤以及微生物等的侵扰,据估计蛋壳破损及相关损失占总产量的13%-20%,每只蛋鸡的经济损失约为1.32-2.00美元。且在产蛋末期,单破蛋就可能超过20%,随着周龄增加,裂纹蛋和蛋壳缺陷也在增加。
锰作为蛋鸡体内不可或缺的微量元素之一,对蛋壳质量的形成和维护具有显著影响。有研究表明,在换羽后蛋鸡饲粮中添加锰,其蛋壳厚度与蛋壳指数随着锰的剂量(40~200 mg/kg)的增加线性增加。糖胺聚糖(glycosaminoglycans,GAGs)是有机基质的重要组分之一,可通过影响蛋壳中钙化组织结构的强度与形状,调控蛋壳超微结构的形成[4]。有研究表明,在饲粮中添加100 mg/kg Mn 通过提高蛋壳膜糖胺聚糖和糖醛酸的合成,改善蛋壳的超微结构和蛋壳品质,进而显著提高蛋壳强度、厚度、韧性。其原因与锰的生物活性有关,锰作为半乳糖-β-1,3-葡萄糖醛酸基转移酶(Gal β-1,3-glucuronosyltransferase,GlcAT-I)的活性因子,可将一个葡萄糖醛酸残基从UDP-葡萄糖醛酸转移到糖胺聚糖链上,进一步催化蛋白聚糖合成。肖等人研究发现,在蛋鸡饲粮中添加116 mg/kg有机锰可提高蛋壳腺内 GlcAT-I mRNA 表达水平和蛋白表达,提高蛋壳膜中糖胺聚糖和糖醛酸的含量,改善蛋壳超微结构,提高蛋壳强度。进一步利用比较蛋白质组学分析饲粮锰对蛋壳中蛋白种类及含量差异的影响,发现有7种表达上调的蛋白可能与蛋壳形成有关,其中2种为半乳糖基转移酶和葡萄糖醛酸基转移酶。这都说明锰可通过调控糖胺聚糖的合成代谢,调控糖胺聚糖的形成,影响蛋壳超微结构,进而调控蛋壳品质[5, 6]研究发现,等摩尔水平下,氨基酸锰络合物比无机锰的生物效应:蛋壳厚度、蛋壳强度、弹性、蛋壳锰沉积提高3-4倍;与无机锰相比,氨基酸锰络合物可显著提高蛋鸡的蛋壳质量。

锰对蛋鸡肝脏代谢的影响
肝脏是家禽体内脂肪代谢的中心器官,负责脂肪的合成、分解、运输和储存。家禽肝脏中的脂肪合成主要通过从头合成途径和甘油三酯合成途径进行,脂肪酸主要通过脂肪酸从头合成途径和血液循环系统中甘油三酯降解途径生成。当蛋鸡进入产蛋后期后,其肝脏分解脂肪和氧化脂肪酸的能力降低,肝脏中储存的脂类和结构性脂质含量增加,容易引起肝脏脂质代谢紊乱[7]。因此通过改善日粮营养结构调节蛋鸡肝脏脂质代谢紊乱问题至关重要。
锰与锌和硒一样,也是构成酶的必需组分或激活因子的形式参与动物的生长发育之中。锰是机体中精氨酸激酶、丙酮酸羧化酶(PC)、超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、氨酰基脯氨酸酶等的组成成分。其中存在于线粒体集中的Mn-SOD可以将氧化应激产生的ROS歧化为H2O2,并通过其他抗氧化酶如GSH-PX、CAT等将其清除,从而保证细胞膜不被损伤,维持细胞器的完整性。锰在调控脂质代谢中发挥重要作用,主要通过影响家禽脂肪合成相关酶活性来影响脂肪代谢。有研究表明,锰可能通过降低腹脂中MDH、LPL活性或者肝脏中MDH和FAS活性,提高腹脂和肌肉中HSL活性,提升机体脂质代谢水平,降低家禽腹脂率[8-10]。同时,锰对机体抗应激的影响不止于肝脏,“矿物质营养联合研究中心”(湖南农业大学与北京德元顺生物科技有限公司共建)的研究发现,以硫酸锰生物学利用率100%作为标准,以心脏锰含量以及MnSOD mRNA表达水平为评价指标,氨基酸锰络合物相对于硫酸锰的生物利用率分别为149.08%、152.45%,有机锰源的生物学利用率显著高于无机硫酸锰,这也说明锰可显著提高鸡心肌的抗应激能力。
锰作为一种重要的微量元素,在家禽养殖中具有显著的作用。它对家禽的免疫能力、生长发育、生殖健康以及饲料利用效率都有重要影响。随着对锰作用机制深入研究,科学家们逐渐揭示了锰在调节动物体内各种生化指标方面的作用机制。这些研究不仅有助于优化家禽饲料配方,提高养殖效率,还有助于深入理解锰在动物健康和生产性能中的关键角色。总体而言,锰在畜牧业中的应用前景广阔,未来随着科学研究的深入和技术的发展,其在改善家禽生产效益和健康水平方面的应用将会不断拓展和加深。

参考文献
 [1] Cherian G. Nutrition and metabolism in poultry: role of lipids in early diet[J]. J Anim Sci Biotechnol, 2015,6(1):28.
 [2] Wang S H, Wang W W, Zhang H J, et al. Conjugated linoleic acid regulates lipid metabolism through the expression of  selected hepatic genes in laying hens[J]. Poult Sci, 2019,98(10):4632-4639.
 [3] Liu X T, Lin X, Mi Y L, et al. Age-related changes of yolk precursor formation in the liver of laying hens[J]. J Zhejiang Univ Sci B, 2018,19(5):390-399.
 [4] Rodriguez-Navarro A B, Dominguez-Gasca N, Munoz A, et al. Change in the chicken eggshell cuticle with hen age and egg freshness[J]. Poult Sci, 2013,92(11):3026-3035.
 [5] 肖俊峰. 日粮锰源和水平对产蛋鸡蛋壳品质的影响及其机理[D]. 中国农业科学院, 2014.
 [6] Xiao J F, Zhang Y N, Wu S G, et al. Manganese supplementation enhances the synthesis of glycosaminoglycan in eggshell  membrane: a strategy to improve eggshell quality in laying hens[J]. Poult Sci, 2014,93(2):380-388.
[7] Wolford J H, Polin D. Lipid accumulation and hemorrhage in livers of laying chickens. A study on fatty  liver-hemorrhagic syndrome (FLHS)[J]. Poult Sci, 1972,51(5):1707-1713.
 [8] Zhu Y W, Lu L, Li W X, et al. Effect of dietary manganese on antioxidant status and expression levels of  heat-shock proteins and factors in tissues of laying broiler breeders under  normal and high environmental temperatures[J]. Br J Nutr, 2015,114(12):1965-1974.
 [9] 陈仲建. 不同锰源和锰水平对肉仔鸡腹脂沉积关键酶的影响[D]. 四川农业大学, 2009.
[10] 田传欢. 饲粮添加锰对肉种母鸡生殖性能的影响及其机制研究[D]. 中国农业科学院, 2014.